火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，包括嵌入式控制系统，该嵌入式控制系统配置有两个串口、一个网口、一个4G模块和一个加密模块，两个串口分别与一台电除尘器电源的串口连接，网口通过交换设备与DCS系统连接，4G模块经公共网络与厂家服务器通信连接，嵌入式控制系统经串口采集电除尘器电源的数据并进行存储，经网口响应DCS系统命令，将存储的数据转换为以太网Modbus格式，发送给DCS系统；嵌入式控制系统还根据指令将存储的数据经加密模块加密后发送给厂家服务器。本实用新型采用较为廉价的嵌入式硬件方案，结合可配置的应用软件方案，可以方便的在电除尘器改造升级的过程中，节约了厂家改造成本。
【专利说明】
火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备
技术领域
[0001]本实用新型属于工业自动化通信技术领域，更具体设计一种基于4G技术的将火电厂电除尘器电源自定义规约转以太网Modbus规约的转换设备。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，目前国家对环保的要求越来越严格，对火力发电厂排放的废气中粉尘浓度的要求越来越高。所以各个火电厂为了适应环保的新要求，对电除尘器的电源进行的升级，从原来的工频电源升级到高频电源，从高频电源升级到脉冲电源。在升级的过程中，为了减小各个电厂的投资，在满足环保要求的情况下，往往对部分电源进行升级，采用一种混用的方式进行升级。同时随着国家对环保要求的提高，本来属于辅控的电除尘，也需要上传到DCS等主站系统中，从而与电厂决策系统以及环保局交互数据。过去老旧的工频电源，通常只提供串口，同时由于电除尘行业没有统一的通讯规约，使得将旧工频电源的数据上送到DCS等主站系统存在一定的问题。
[0003]所以为了解决各个厂家自定义规约电源上送DCS系统的问题，需要设计一套相应的通用设备。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对电除尘器电源升级后，剩余的旧电源数量往往较少，采用了一种精简的方案，即自定义规约转以太网Modbus规约的转换设备，该转换设备可以与两台电源连接。同时为了使电源厂家更好的跟踪电源，及时发现电源问题，该设备可以通过加密模块对数据加密后通过4G网络，将电源的运行数据通过Modbus规约转发到厂家的数据服务器，从而让厂家为电厂提供更好的服务。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，包括嵌入式控制系统，该嵌入式控制系统配置有两个串口、一个网口、一个4G模块和一个加密模块，两个串口分别与一台电除尘器电源的串口连接，网口通过交换设备与DCS系统连接，4G模块经公共网络与厂家服务器通信连接，嵌入式控制系统经串口采集电除尘器电源的数据并进行存储，经网口响应DCS系统命令，将存储的数据转换为以太网Modbus格式，发送给DCS系统;嵌入式控制系统还根据指令将存储的数据经加密模块加密后发送给厂家服务器。
[0007]本实用新型的进一步设计在于:
[0008]所述嵌入式系统采用飞思卡尔公司的K60控制芯片，硬件加密模块选用TF32A09芯片。
[0009]所述嵌入式系统的两个串口通过双绞线与电除尘器电源连接;所述网口通过网线与交换机连接，交换机与DCS系统通过网线连接，4G模块通过天线与公共网络连接。
[0010]所述嵌入式系统的两个串口采用485口。
[0011 ]本实用新型相比现有技术具有如下优点:
[0012]本实用新型采用较为廉价的嵌入式硬件方案，可以方便的在电除尘器改造升级的过程中，将原有各不相同的旧电源的数据通过该设备送到新的DCS等主站系统中，大大方便了火力电厂电除尘器改造过程中，设备与主站通讯的问题，节约了厂家改造成本。同时可以将电源数据送到电源厂家的管理系统，可以让厂家及时跟踪电源的运行状态，发现问题，解决问题。
[0013]本实用新型的设备虽然功能简单，但是为火电厂电除尘器改造过程中通讯问题提供了一种良好的技术方案。同时其硬件简单，价格低廉，可以为火电厂节约一定的改造费用。
[0014]该设备通过以太网Modbus规约将数据上送到DCS等主站系统中，通过4G网络与电源厂家服务器交互。
[0015]本实用新型将串行链路上的自定义规约转换到网络链路的Modbus规约。串行链路上的电源规约，通过配置软件可以设置为不同的电源自定义规约，可以适应不同厂家的电源。该转换设备是一种通用的规约转换设备。
[0016]本实用新型的电源规约转换设备通过4G网络与厂家服务器连接，从而实现厂家服务器与该设备通讯。通过硬件加密模块对通讯数据进行加密，在通讯过程中采用标准的Modbus 规约。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型与电厂电除尘器电源和DCS系统的连接示意图。
[0018]图中:1-485口 ；2-485口 ；3-网口；4-双绞线；5-双绞线;6-网线;7-网线;8-天线。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型公开一种基于4G技术的火电厂电除尘器电源自定义规约转以太网Mosbus规约的转换设备。该设备硬件包括嵌入式控制系统(采用一台嵌入式计算机)，其采用K60为其主控芯片，具有一个加密模块，一个4G模块，两个485 口(485 口 I和485 口2)，一个以太网口 3，硬件加密模块和4G模块均通过串行总线与CPU相连接。该设备运行的是RT-Thread系统，网络部分使用开源的LWIP协议栈，对外不拓展Flash，尽可能的使用较少的芯片，从而来缩减成本。
[0020]在本实施方式中，如图1所示，嵌入式计算机的串口和一台电源通过双绞线4连接，另一个串口和另一台嵌入式控制系统电源通过双绞线5连接，网口 3和交换设备(可为交换机)通过网线6连接，交换设备与DCS系统通过网线7连接。其中双绞线4和双绞线5是串行链路，网线6和网线7是TCP/IP链路。4G模块通过天线8与运营商公网连接。
[0021]在使用过程中，首先要获取电除尘器电源的自定义通讯协议，然后通过配置软件将协议的配置信息以及设备信息配置到设备中。其中配置的过程中，安装配置软件的电脑通过网线与设备相连接。当设备获取到配置信息后，将其保存在K60本身的Flash中。当配置过后，并且按照图1正确的连接设备，重新启动设备，设备启动后，开始进行正常的通讯工作。
[0022]本实用新型转换设备的控制过程包括以下几点:
[0023](I)在设备使用之前，需要使用配置软件通过网口对设备进行配置，主要包括设备参数配置和自定义规约参数配置。设备将配置信息保存在主控芯片K60的Flash中。
[0024](2)设备按照图1连接启动后，串口任务获取Flash中的配置信息，根据配置信息组装串口轮询报文，同时将轮询返回的电源数据，按配置信息格式保存到实时数据库中。
[0025](3)网口任务，响应DCS系统命令，获取实时数据库中电源数据，将其转换为以太网Modbus格式，发送给主站DCS系统。
[0026](3)当DCS向电源发送控制命令时，网口任务获取到数据后，不对数据进行任何处理，直接通过消息队列发送给串口任务，让串口任务解析并且动作。
[0027](4)4G模块在设备启动后，与配置信息中的远程服务器(厂家服务器)相连接，等待远程服务器通过网络请求电源数据，并根据命令组装Modbus规约数据报文，经加密模块加密后发送给远程服务器，同时具有屏蔽厂家通过4G网络对电源的控制命令作用。
[0028]以上所述的仅是本实用新型基于4G技术将火电厂电除尘器电源自定义规约转以太网MODBUS规约的设备的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，其特征是:包括嵌入式控制系统，该嵌入式控制系统配置有两个串口、一个网口、一个4G模块和一个加密模块，两个串口分别与一台电除尘器电源的串口连接，网口通过交换设备与DCS系统连接，4G模块经公共网络与厂家服务器通信连接，嵌入式控制系统经串口采集电除尘器电源的数据并进行存储，经网口响应DCS系统命令，将存储的数据转换为以太网Modbus格式，发送给DCS系统;嵌入式控制系统还根据指令将存储的数据经加密模块加密后发送给厂家服务器。2.根据权利要求1所述火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，其特征是:所述嵌入式系统采用飞思卡尔公司的K60控制芯片，硬件加密模块选用TF32A09芯片。3.根据权利要求1所述火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，其特征是:所述嵌入式系统的两个串口通过双绞线与电除尘器电源连接;所述网口通过网线与交换机连接，交换机与DCS系统通过网线连接，4G模块通过天线与公共网络连接。4.根据权利要求1、2或3所述火电厂电除尘器电源自定义规约转换设备，其特征是:所述嵌入式系统的两个串口采用485 口。
【文档编号】G05B19/042GK205450686SQ201620224929
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】张钰, 郭帅
【申请人】国电科学技术研究院